Každý rok, téměř 20 milionů tun dusičnanu amonného jsou vyráběny po celém světě. Je to zatím nejsilnější, ekonomičtější a nejpohodlnější hnojivo na trhu, které podporuje zemědělce při krmení miliard. Nedávná katastrofická exploze v Bejrútu však připomíná nebezpečí spojená s nesprávným skladováním a přepravou této běžné chemikálie., Jak můžeme využít sílu dusičnanu amonného a zároveň zajistit, aby se v budoucnu předešlo tragédiím, jako je Bejrút?
Bejrútu katastrofa
4. srpna 2020, velké množství dusičnanu amonného ve skladovací hangáru v Přístavu Bejrútu explodovala, působit více než 300 mrtvých a 6000 zranění, jakož i obrovské škody na majetku, takže odhadem 300 000 lidí bez domova., Katastrofální exploze v Bejrútu byl jeden z mála velkých nehod způsobených dusičnan amonný, což je srovnatelné pouze exploze v Texas City, Spojené Státy (1947); Toulouse, Francie (2001); a Tianjin, Čína (2015).
Od počátku 20. století, tam bylo téměř 40 velkých nehod, přičemž více než polovina z nich došlo v posledních 20 letech. Jedenáct z těchto nehod zahrnovalo více než 1 000 tun dusičnanu amonného nebo způsobilo více než 30 úmrtí (Obrázek 1). Více než 80% těchto nehod došlo během skladování nebo přepravy dusičnanu amonného (Obrázek 2)., Analýza těchto nehod ukazuje, že výbuchům dusičnanu amonného téměř vždy předcházejí požáry nebo jiné zdroje vznícení.
Pro ještě větší vhled do chemické vlastnosti dusičnanu amonného, jeho nebezpečí a bezpečnostní pravidla ke stažení této in-hloubkové CAS zpráva.
může být dusičnan amonný zkrocen?
Co lze udělat pro to, aby se v budoucnu předešlo tragédiím, jako je Bejrút? Klíčem k řízení budoucích inovací v tomto prostoru je pochopení molekulární struktury a reakcí, které způsobují tyto silné výbuchy., Dusičnan amonný se provádí reakcí amoniaku s kyselinou dusičnou ve vodě a následným pečlivým odpařováním vody.
Amoniaku je většinou připraveny z atmosférického dusíku, zatímco kyselina dusičná se připravuje ze spalování čpavku a dusičnanu amonného je nejvíce pohodlně vyráběny kde amoniaku je vyroben. Vznik amonného vydává značné množství tepla, čímž je vyroben ve vodném roztoku, aby lépe rozptýlit teplo., Voda musí být poté odstraněna z roztoku, aby se získal pevný dusičnan amonný, nejčastěji odpařováním. Zatímco dusičnan amonný je stabilní při obvyklých teplotách jeho výroby a čištění, přísady se často používají ke snížení nebezpečí. Například, sloučeniny draslíku, jako je dusík, draslík a dusík-fosfor-draslík hnojiva byly použity ke zvýšení stability dusičnanu amonného do fáze přechodu a snížit jeho citlivost k výbuchu., Dusičnany vápníku a hořčíku byly také přidány do dusičnanu amonného v malých množstvích, aby se zlepšila jeho fyzická stabilita, ale směsi snadněji absorbují vodu z atmosféry. Dusičnan vápenatý amonný (plechovka), připravený z dusičnanu amonného a uhličitanu vápenatého, se v některých případech používá jako alternativa k dusičnanu amonnému. Síran hlinitý byl také použit jako sušicí přísada pro dusičnan amonný. I když tyto alternativy pomohly, je důležité si uvědomit, že nezamýšlené nečistoty ve výrobním procesu mohou snížit jeho stabilitu nebo usnadnit explozi.,
dusičnan Amonný inovace zaměřené na bezpečnost
in-hloubkové analýzy CAS obsah v kolekci odhaluje několik klíčových oblastí, které se začaly objevovat v Duševního vlastnictví krajiny, popisující úsilí, aby se zabránilo náhodnému výbuchu nebo zneužití. Patří mezi ně pokroky kolem směsí, povlaky, formulace s pomalým uvolňováním, kontrola velikosti částic, a přístupy hygroskopicity, které minimalizují potenciál zneužití a zvyšují stabilitu pro bezpečnější skladování., Například, povlak na hnojivo, již vynalezeno bylo, že zabraňuje pronikání uhlovodíků, jako je topný olej, do pórů hnojivo, čímž se snižuje jeho účinnost jako okysličovadlo (WO2003106377). Alternativně, hygroskopický přístupy byly také prozkoumány přidáním klíčové složky jako močovinu dvakrát sůl, která vytváří stabilní hnojivo s dusičnanem amonným (US20150218058)., Takže, některé alternativy se objevily, které poskytují uživateli s bezpečné, nákladově efektivní možností, ale stále existují významné kompromisy ani v oblasti bezpečnosti nebo obsahu dusíku, takže další inovací je stále zapotřebí.
hledání alternativních dusíkatých hnojiv
přestože dusičnan amonný je důležitým hnojivem kvůli vysokému obsahu dusíku, jeho výbušná nebezpečí omezuje jeho aplikaci a v některých oblastech byl dokonce zakázán., Snížení koncentrace dusičnanu amonného, nalezení alternativních sloučenin a rozvoj bezpečnějších forem jsou strategie, které mohou pomoci zvýšit bezpečnost dusíkatých hnojiv. Tabulka 1 uvádí alternativní dusíkatá hnojiva, která se ukázala jako bezpečnější možnosti, které by mohly poskytnout náhražky dusičnanu amonného. Bohužel alternativou s nejvyšším obsahem dusíku je bezvodý amoniak, což je toxický plyn při okolní teplotě., Jiné alternativy s vysokým obsahem dusíku, jako jsou roztoky hydroxidu amonného a močovina, jsou atraktivní kvůli jejich nízkým nákladům a účinnosti; jsou však těkavé. K překonání této výzvy byly vyvinuty formulace močoviny s pomalým uvolňováním, stejně jako modifikované ligniny a hydrogely.
Tabulka 1., List of alternative nitrogenous fertilizers
|
Fertilizer |
Comment |
|
|---|---|---|
|
Anhydrous ammonia |
Pressurized gas, Risk Management Plan (RMP)-regulated substance with a threshold of 10,000 lbs, regulated as Dangerous Goods for transportation.,div id=“8648a5f2f4″> Sodium nitrate |
Stable |
|
Calcium cyanamide |
Contains calcium |
|
|
Calcium nitrate |
Contains calcium |
Handling ammonium nitrate safely
Previous disasters have heightened public awareness of the explosive nature of ammonium nitrate, and the consequences of its unsafe storage and use., V reakci na to se v různých oblastech objevilo mnoho předpisů, pravidel a pokynů pro dusičnan amonný, zejména pokud jde o jeho skladování a manipulaci, aby se zvýšila bezpečnost. Hlavní AMERICKÉ předpisy pro dusičnan amonný jsou „OSHA 29 CFR 1910.109(i) – Skladování dusičnanu Amonného“, a Memorandum o „Pokyny pro Dusičnan Amonný Požadavky na Skladování v 29 CFR 1910.109(i)“, publikované v roce 2014 po Adair Grain Inc., DBA West Fertilizer company explosion v roce 2013., Pozoruhodné však je, že pečlivé prosazování bezpečnostních pravidel a předpisů je klíčem k předcházení budoucím nehodám, jako je katastrofa v Bejrútu., lze shrnout následovně
(Obrázek 3):
- Ventilace: schopný dostatečné větrání v případě požáru
- Izolace z hoření: nehořlavé a odolné materiály jsou nutné
- regulace Teploty: skladovací teplota by měla být nižší než 130℉
- Objem: limity pro skladování by měla být nižší než 2270 tun
- Požární ochrana/prevence: přísné požární ochrany jsou nutné
- Zamezení hořlavé nečistoty: dělení skladování od ostatních výrobků
i Přes obavy o bezpečnost, dusičnan amonný zůstává důležitým hnojivo po celém světě, jak to je efektivní, levné a snadné na výrobu. Jak však již bylo jednou zdůrazněno incidentem v Bejrútu, náchylnost dusičnanu amonného k požáru a výbuchu v důsledku špatných skladovacích postupů nebo kontaminace představuje významná rizika., Nejednotné předpisy a nedostatek trvalé povědomí o tom, jak bezpečně zacházet a skladovat amonného v rámci globálního dodavatelského řetězce jsou klíčové výzvy, které je třeba překonat prostřednictvím vzdělávání a prosazování, aby se zabránilo další tragédii.
podívejte se, jak vědci činí dusičnan amonný bezpečnějším v našich nejnovějších lekcích z bílého papíru získaných z dusičnanu amonného.